Cleaning 공정 요청이 생각보다 많아서 세정 공정에 대해서 다루어 보려고 합니다. 아무래도 세정공정은 화학 기반이다 보니 많이 어려웠습니다. 제가 물리 전공이다 보니 표현이 서툴 수 있다는 점 양해 바랍니다.
1. Deionized Water, (DI Water)
이온 교환 수지, Reverse Osmosis, RO (역삼투압), Ultra Filteration, UF 등의 고도처리 과정을 통해 물속의 이온성분, Particle, 박테리아, 미생물, 용존 가스 등을 제거한 고도로 정제된 물을 의미합니다. 특히 반도체 산업에서 Wafer의 생산 수율을 높이기 위해서 비저항이 18.2Mohm-cm, 이온 및 기타 수질 항목이 ppb 또는 ppt 단위 Level의 고순도로 생산된 초 순수 물을 DI Water라고 합니다.
2. Supercritical Fluid, 초임계 유
임계점 이상의 온도와 압력에 놓인 물질의 상태를 말합니다. 초임계 상태에 있는 물은 금조차 녹일 수 있으며, 셀룰로스나 다이옥신까지 분해할 수 있습니다. 초임계 상태의 이산화탄소는 여러 가지 물질을 잘 용해하며, 임계점 이하가 되면 기화하여 용질만 남습니다. 온도와 압력에 따른 물질의 상 그래프 (이미지 출처 : 위키피디아)
① IPA (Isoporpyl Alcohol) 휘발성이 강해서 세정 후에 잔류물을 남기지 않기 때문에 세정액으로 자주 사용됩니다. ② Aerosol, 에어로졸 공기와 같은 기체 내에 미세한 형태로 균일하게 분포되어 잇는 액체나 고체의 입자를 말합니다. ③ Batch Type과 Single Wafer Type 보통 Batch Type은 여러 장의 Wafer를 하나의 공정 Bath에 넣어 한 번의 공정으로 여러 장의 웨이퍼를 처리하는 방식이며, Single Wafer Type은 매엽식으로 한 장의 Wafer로 공정을 처리하는 방식입니다.
3. Watermark
세정 후 충분한 건조가 이뤄지지 않아서 표면에 남은 세정액의 흔적을 Watermark라고 합니다. 소수성 막질과 친수성 막질이 공존하거나, 소수성 막질만으로 되어 있는 경우에 Wafer의 표면에 DI Water에 녹아있던 O2와 Wafer 표면의 Si가 결합한 SiO2 LATEX들이 반점으로 형성되는데 이를 Watermark라 합니다.
4. QDR (Quick Dump Rinse)
Wafer 표면에 묻은 화공약품이나 먼지 등을 빠르게 씻어내는 방법
5. 친수성 (Hydrophilic) vs. 소수성 (Hydrophobic) vs. 초수소성
친수성은 물과 쉽게 결합하려는 성질을 말합니다. 친수성 표면은 일반적으로 극성을 띠고, 표면에너지가 높습니다. 특히 Contact Angle을 측정하면, 30도 이하의 접촉 각을 가집니다. 이는 Dipping 시 극성을 가지는 용액이 표면에 골고루 잘 퍼질 수 있다는 것을 의미합니다. 소수성은 물과 잘 섞이지 않으려는 성질로, 일반적으로 극성기가 적습니다. 표면에너지가 낮기에, 극성 용매가 닿으면 장력에 의해 뭉치려는 성질 때문에 60도 이상의 접촉각을 가집니다. 친수성 vs. 소수성
초소수성은 접촉각이 거의 150도 이상입니다. 이러한 초소수성의 표면은 Self Cleaning 효과를 가지고 있습니다.
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